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" T* E2 a$ w. \! i' J4 E球墨铸铁生产工艺
1 设备选择
3 z$ D7 q% }+ K9 u/ }1 R$ y; U0 _, \. H% w0 ~+ ]0 [
1.1 熔炼设备选择9 w; `# m2 K9 Y# ~
熔炼设备的选用首先是在满足生产需要的前提下，遵循高效、低耗的原则。感应电炉的优点是：加热速度快，炉子的热效率较高，氧化烧损较轻，吸收气体较少。因此，用中频电炉熔炼，可避免增硫、磷问题，使铁水中P不大于0.07％、S不大于0.05％。! ^* F1 F; j& m9 D6 m+ A
1.2 球化包的确定
3 p' ?6 F5 I8 }$ ]* y" @ 为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果，球化处理包应比一般铁液包深。球化包的高度与直径之比确定为2:1。
+ R, ^9 A# V, j# o8 _. @
( Z* r6 { K# _& u9 B3 `2 原材料选择
- u) c) o! n M5 J1 R! K4 Y* F [& d' w) K0 k
2.1 炉料选择 I% M M/ S, S! @4 y q
球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。为了稳定化学成分和有效地控制促进白口化元素和反球化元素，保证熔炼铁水的质量，选用张钢Z14生铁，其化学成分：C＞3.3％，Si 1.25％～1.60％,P≤0.06％，S≤0.04％。, P2 w. j2 k( I; I! m! t
2.2 球化剂的选择
$ }5 D; x1 k- I$ f }1 ~ 球化剂的选用应根据熔炼设备的不同，即出铁温度及铁液的纯净度（如含硫量、氧化程度等）而定。我国最常用的是稀土镁硅铁球化剂，采用这种球化剂处理时，由于合金中含硅量较高，可显著降低镁处理时反应的剧烈程度。同时也能因增硅而有些孕育作用。电炉生产时，因温度相对较高，所用球化剂的化学成分见表１。 表1 球化剂FeSiMg8Re7化学成分
$ C# D" M1 G c项目 出铁温度 5 L4 ^) \. C0 T/ ^
/℃
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( _0 Z6 ~1 ^0 E; A; h; QS % 球化剂成分/%$ x, k7 g" e5 U: j, ]" U. y. i% j
9 C6 \7 p# I) V& o$ RMg
1 K! T. _1 [* W4 URe3 b3 C! a+ P9 r" m# }
Si # i" ?- y4 m, y2 W
电炉 1420~14800 y& ]5 r9 a8 e* h6 f" E
≤0.04 7.0~9.0 6.0~8.0 ≤44.0 c: ~3 }. \" M
9 B0 A3 `! m5 Q, v: w7 i
3 炉前控制) a# d4 j8 ?9 M* E- _" [- R% d
5 m7 Q$ x7 v; \. [3 e
3.1 化学成分选择
( M; B+ s2 `$ Y) W; H1 A S. e 球铁原铁液应高碳、低硅、低硫、低磷。控制好硫的含量，是生产球铁的一个重要条件。几种牌号的球铁的化学成分见表2。" j w; R: ^4 {+ u9 h( D" E! }5 D" N
3.2 球化和孕育处理+ T2 k7 z1 [' A" L
球化剂加入量应根据铁液成分、铸件壁厚、球化剂成分和球化处理过程的吸收率等因素分析比较确定。一般为1.6％～2.0％，若球化剂放置时间较长，则应适量多加。球化反应控制的关键是镁的吸收率，温度高，反应激烈，时间短，镁烧损多，球化效果差；温度低，反应平稳，时间长，镁吸收率6 o: t% c% _, R/ ~3 |
表2 球铁化学成分 ％6 o; `3 ^7 F; z5 e% o3 V
牌 号 C Si Mn S P - G) ?7 B. [% W/ x. _
QT400~18- q0 H: b6 [/ l6 W4 Z
球化前
0 q6 p! K% X' B. j# y: ^
' a9 d1 @; F* o, r+ X4 t$ c球化后
. o2 P! J( I1 R+ z# E \! p; y: A# F! M
3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
4 Z5 }/ P6 @. @: a; S. [$ X3.5~4.0 2.6~3.2
' k7 ?8 w0 @$ j. G a+ B3 I; H" w≤0.02/ X# `4 _2 {, `2 S# O- L% ]) U; y
$ f7 a( l6 U% J9 c' _; N8 ^
QT450~10. K# ~: B' V9 B3 s6 e" `
球化前
! [0 U, t6 ^. @! x5 S 球化后
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3.6~4.1 0.9~1.2 ≤0.4 ≤0.05 ≤0.07
" u6 ~/ Z) I) e8 P3.5~3.9 2.5~3.0, m% m: A/ I( R
≤0.02/ v* C8 a- T6 Z. Y4 B; X+ o
& j" r' d5 O, ?5 s8 A1 TQT600~3
7 N- f8 I3 h2 o6 |/ O- t* i$ ~ f/ c球化前 / J2 {9 W7 s' r" {7 j/ e8 b
球化后0 _! C; _% A, N. H# z
- d6 m# Y! G' `; @, N# c5 I
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
0 \- F$ F% v* X$ @. A- d% s3.5~3.8 2.2~2.6; J" Z" m- E/ I+ @* |* u
≤0.02
* O+ P" B0 u0 n) l! C: n
: }* q( }" H8 Q2 mQT700~2
# C, M" `, o5 F1 y& u球化前 0 N2 l: v& L/ d/ |) J8 N( M
球化后
+ P. M" N+ p2 j1 X. x; S5 L3 J# ~1 `8 |5 U
3.6~3.9 0.9~1.2 0.6~0.8 ≤0.05 ≤0.07
( s; d% U% D2 I- x. |: n3 p3.5~3.8 2.1~2.5
1 o" V0 H% E- p) k( B≤0.02' U& v! T2 B4 m: ?, x" G3 \% b3 o, Y% O
a2 D- g5 U+ P8 q" Q% L; f- w3 Y
6 X8 S. `) _5 [高，球化效果好。因此，一般在保证足够浇注温度的前提下，宜尽可能降低球化处理温度，控制在1420～1450℃。球化剂要砸成小块，粒度一般在5～25mm，加在包底，再在上面加硅铁和铁屑。孕育处理是球墨铸铁生产过程中的一个重要环节，它不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。孕育剂一般多采用FeSi75，其加入量根据对铸件的力学性能要求，一般为0.8％～1.0％。孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成5～25mm的小块。孕育剂应保持干净、干燥。4 v" H9 G8 b1 w e
球化剂和孕育剂要在出铁前加入包中，在连续生产时，刚出完前一炉铁后，包很热，过早加入会使其粘结在包底而削弱球化和孕育效果。为了延迟球化反应时间，增强球化和孕育效果，要在球化剂和孕育剂的上面覆盖一层铁屑。球化处理的方法较多，一般多采用操作简便的冲入法处理球铁。
, C5 Q" W7 x" R5 G* L) P0 V: q `3.3 球化效果炉前检验- S" S0 q0 l, `3 G5 @' g
炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。- B; v6 g8 p4 @9 \
3.4 浇注4 M5 |! ?$ c, Y( b0 Y4 O6 ^7 o
由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 4 结 语3 B* d9 N g9 s T8 D# ~
在生产中，用Z14号生铁作原材料，中频感应电炉熔化铁水，控制铁水化学成分为：C3.5％～3.99％，Si1.2％～1.5％，P＜0.06％，S＜0.05％。采用高度与直径之比为2∶1的球化包，把球化剂与孕育剂砸成10～20mm小块，球化剂按1.8％，孕育剂按0.9％比例，向包内先加球化剂，再加孕育剂，最后在上面覆盖干燥的铁屑。铁水在炉中升温到1480℃左右出铁，待反应结束后10min内浇注完毕。生产的φ530mm轧机用球墨铸铁梅花套管，其化学成分为：C3.5％～3.8％，Si2.2％～2.6％，Mn0.6％～0.8％，S≤0.02％，P＜0.07％，各项力学性能指标均达到较高要求，使用效果相当理想。使用１年后证明，球墨铸铁本身具有高强度、耐磨、抗热疲劳等特性，能完全起到轴联接作用；能大大减小噪音、改善工人劳动环境；当过冷钢等超负荷情况下，梅花套管能自动破裂，起到过载安全保护作用；还能显著延长轧辊和梅花轴的使用寿命。同期相比，轧辊消耗降低8％，梅花轴消耗降低11％，连同设备维修工时减少而使同期产量的提高，共取得经济效益近7万元。AAA*球化剂：我国广泛采用的球化剂是稀土镁合金。镁是重要的球化元素，但它密度小（1.73g/cm3）、沸点低（1120℃），若直接加入铁液，镁将浮于液面并立即沸腾，这不仅使镁的吸收率降低，也不够安全。稀土元素包括铈（Ce）、镧（La）、镱（Yb）和钇（Y）等十七种元素。稀土的沸点高于铁水温度，故加入铁水中没有沸腾现象，同时，稀土有着强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织、改善铸造性能。但稀土的球化作用较镁弱，单纯用稀土作球化剂时，石墨球不够圆整。稀土镁合金（其中镁、稀土含量均小于10%，其余为硅和铁）综合了稀土和镁的优点，而且结合了我国的资源特点，用它作球化剂作用平稳、节约镁的用量，还能改善球铁的质量。球化剂的加入量一般为铁水质量的1.0%~1.6%。
2 R9 B( H; d. |( ^+ G- M7 [孕育剂：促进铸铁石墨化，防止球化元素造成的白口倾向，使石墨球圆整、细化，改善球铁的力学性能。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%。由于球化元素有较强的白口倾向，故球墨铸铁不适合铸造薄壁小件。' z- z8 H$ q% k! l$ u
球化处理：以冲入法最为普遍，如图1-50所示。将球化剂放在铁液包的堤坝内，上面铺硅铁粉和稻草灰，以防球化剂上浮，并使其缓慢作用。开始时，先将铁液包容量2/3左右的铁液冲入包内，使球化剂与铁液充分反应。尔后，将孕育剂放在冲天炉出铁槽内，用剩余的1/3包铁液将其冲入包内，进行孕育。; R9 @9 L$ u" D8 E7 H# S+ b, Q
% C. M- y; N4 z; }3 \7 m; vBBB*由于原铁液含硫量较高,不可能达到<0 018%的要求,球化剂的加入量需考虑去硫耗镁量。碳硫分析仪的快速测定,能及时提供原铁液的含硫量,试验中原铁液的含硫量在0 02%～0 03%,去硫耗镁量在0 0076%上下波动,这在工艺上是可以接受的。! `/ w* h& I% i* E s4 w( O/ Z! ?
球化剂的用量直接影响残余镁量的多少。如果球化剂加入量过多,就会引起残余镁量过多,虽然不致于影响球化合格率(球径大小仍属正常),但是它会增加收缩,引起脆性。同时由于原铁液含锰量偏高,球化剂加入量过多,较易出现碳化物,白口倾向严重,导致球数合格率的下降;如果球化剂加入量过少,就会导致残余镁量不足,影响球化的合格率,球数合格率也会降低。表1是在正常试验情况下的结果,并说明如下:①球化剂加入量1 4%时,由于残余镁量不足,出现蠕虫状石墨;②加入量1 8%时,由于残余镁量过多,出现碳化物,导致球数下降,不过二者球径大小仍合乎要求;③球化合格率非球化率7 A3 f$ E% H/ p+ d
铸铁牌号表示方法 铸铁牌号表示方法
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/ k: C. P. e3 |* U; S/ U铸铁牌号表示方法( {& m3 I, Y! ?5 g2 t4 `2 r" y
1．
5 i$ m7 ?* w% R, o1各种铸铁代号
/ ]% }6 \; E+ k& l/ K各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字的第一个大写正体字母组成，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别，同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音字第一个大写正体字母，排列在后面。其代号见附录A（补充件）。
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2元素符号、名义含量及机械性能
: u) o6 R% a4 \7 e8 j; i2 G5 a6 o合金化元素符号用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号用“R”表示。含量及机械性能用含量。# A8 \. x9 m; @9 `8 k
1．2．1在牌号中常规碳、硅、锰、硫、磷元素，一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。* I, |- x ^7 ~0 U
1．2．2合金化元素的含量大于或等于1%时，用整数表示，小于1%时，一般不标注，只有对该合金特性有较大影响时，才予标注。, {8 G: f' @( k' i
1．2．3合金化元素按其含量递减次序排列，含量相等时按元素符号的字母顺序排列。
* g( m o7 A z; k' n1．2．4牌号中含量的修约规则按GB1.1-81《标准化工作导则9 c4 y( `! l- y) F4 m7 s3 X t
编写标准的一般规定》附录C。6 s3 l& a3 F& t( q$ W
1．2．5牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值，两组数字间用“-”隔开。
0 z0 L' G& ~; c, v) E, J1．2．6当牌号中标注元素符号及含量还需标注抗拉强度时，抗拉强度值置于元素符号及含量之后，之间用“-”隔开。$ q: X2 w( I3 E ^7 ]# h* E" F
, X3 c, J' y" H8 M9 @0 g% N% q
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楼主: 东北大侠
发表于 2011-6-1 17:09:33
